Selon les rares données conservées, la première chapelle a été érigée dans les années 1620 au-dessus d'une source que, selon la légende, a découverte le saint Sergueï de Radonège. Construite en pierre blanche, elle avait un toit en forme de tente en bardeaux. On sait qu'en 1667, à la demande du tsar Alexis Mikhaïlovitch, de cette source, on prenait de l'eau bénite. À la fin du XVIIe et au début du XVIIIe siècle, un nouveau bâtiment rond de la chapelle a été construit à cet endroit. Selon les historiens, le commanditaire de la construction était le riche industriel Grigori Dmitrievitch Stroganov. Les dates exactes du début et de la fin de la construction sont inconnues, mais les chercheurs supposent que cela s'est produit entre 1675 et 1725. Les constructions de Stroganov se distinguaient par leur attention aux détails et leur haute qualité de travail, ce qui les mettait en avant par rapport au baroque moscovite et au baroque Narychkine. En 1860, la chapelle a été partiellement modifiée : des planchers intermédiaires ont été ajoutés et certaines fenêtres ont été murées.

À l'époque soviétique, les restaurateurs ont déployé de nombreux efforts pour restaurer ce monument architectural des XVIIe et XVIIIe siècles. L'architecte V.I. Baldine a élaboré un plan de restauration, et la première a eu lieu en 1962, suivie d'une seconde, neuf ans plus tard. Après ces travaux, la chapelle a retrouvé son apparence d'origine : elle a été recouverte de bardeaux en tremble et les colonnes du grand ordre ont été restaurées.

De plus, une clôture baroque avec balustrade et colonnes ornées de boules a été recréée. Cependant, en 1998, la clôture a été détruite à cause du vandalisme, et ses débris sont restés longtemps autour de la chapelle. C'est regrettable, car la clôture était une partie importante de la composition architecturale.

La chapelle a été consacrée en juillet 1997. Au-dessus de l'entrée se trouve une image de Parascève, et depuis ce moment, l'accès à la source sainte est devenu libre. Au printemps 2014, des travaux de restauration ont été réalisés, renouvelant la toiture.

La chapelle est un bâtiment centré à plusieurs niveaux, construit avec une grande précision dans l'exécution des détails. Cela est dû au fait que Stroganov s'intéressait à l'architecture et veillait au respect des normes européennes dans la construction. Un autre exemple du baroque stroganov est l'église de la Porte de l'Annonciation à la Laure. À Serguiev Possad, il existe également des monuments du baroque Narychkine, comme la chapelle de la Source près de la cathédrale de la Laure, mais ils sont moins précis dans leurs proportions et leurs détails.

La partie inférieure de la chapelle est une rotonde octogonale avec des colonnes aux coins, se terminant par deux superstructures octogonales lumineuses. Un dôme couronne une croix ornée, copiant la croix de la chapelle de la Source à la Laure.

Les intérieurs de la chapelle semblent spacieux, bien que le diamètre de la base soit de seulement 6 mètres. Le décor du bâtiment est réalisé avec une grande qualité, les encadrements et les portails imitant le style du maniérisme allemand. Il est probable que des artisans aient été invités de l'étranger. Le bas des arêtes et les ouvertures des fenêtres sont ornés de riches sculptures. Le portail d'entrée est décoré de colonnes et d'un retable, tandis que les étages supérieurs sont décorés dans le style de la tour de l'Annonciation de la Laure.

À l'intérieur de la chapelle se trouve une source sous la forme d'un puits rond, et les murs et les voûtes sont ornés de peintures de la fin du XIXe et du début du XXe siècle. Les ouvertures des fenêtres sont remplies de grilles.

La chapelle fait partie de l'ensemble architectural de la Laure de la Trinité-Saint-Serge et se distingue particulièrement par temps ensoleillé, lorsque son toit en bois contraste avec les murs blancs.

Depuis 1995, la chapelle a le statut d'objet du patrimoine culturel d'importance fédérale et est un exemple d'architecture de l'époque de Pierre le Grand avec des éléments d'architecture européenne.

Aujourd'hui, la chapelle a été restaurée et fait partie du monastère de la Trinité-Saint-Serge. Elle est souvent appelée la chapelle de Serguiev. À l'intérieur, une croix est installée, d'où s'écoulent deux ruisseaux d'eau bénite. Une croix de taille plus grande est installée à l'extérieur. Le territoire autour de la chapelle a été aménagé et transformé en un parc agréable.